骨髓中以颗粒增多的异常早幼粒细胞增生为主，占30％一90％(NEC)，原粒细胞比例无明显增加。早幼粒细胞特点为细胞大小不一，胞核常不规则，染色质粗细不等，核仁常被嗜天青颗粒所覆盖而不清。胞质量丰富，含有大量密集紫红色嗜天青颗粒，并可见蓝色无颗粒之外浆呈伪足状突出。Auer小体易见，有时可呈“柴捆状”称为“柴捆细胞”(faggot cell)。

根据胞质中颗粒粗细不同可分为两型。(1)M3a粗颗粒型，胞质中颗粒粗大深染、密集融合，往往遮盖在胞核上。(2)M3b：细颗粒型，胞质中充满细小嗜天青颗粒，有时为灰尘样，甚至在光学显微镜下不易看见，核染色质细致，核型不规则或呈肾形，可有扭曲、凹陷、分叶状，形态上易与单核细胞白血病相混淆。